Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
3 204209,237
0,0290 8346
, 8171
7 0,07583
s Re
= ×
= 6
′ Taksir j
H
dari Gambar 28, Kern 1965, diperoleh j
H
= 260
7 ′ Pada T
c
= 215,771 °F
c = 0,26 Btulb
m
F Gbr 3,
Kern k = 0,0198 Btujam.ft.
o
F Tabel
5, Kern
7251 ,
0198 ,
0290 ,
26 ,
3 1
3 1
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ×
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ⋅ k
c μ
8 ′
3 1
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛ ⋅
× ×
= k
c e
D k
j s
o h
H
μ φ
Pers. 6.15, Kern
49,2220 0,7251
0,07583 0,0198
60 2
s o
h =
× ×
=
φ
9 ′ Karena viskositas rendah, maka diambil φ
s
= 1
s s
l o
h o
h
φ
× =
h
o
= 49,2220 × 1 = 49,2220
10 Clean Overall coefficient, U
C
F ft
Btujam 43,5872
2220 ,
49 380,7462
2220 ,
49 380,7462
h h
h h
U
2 o
io o
io C
° ⋅
⋅ =
+ ×
= +
× =
Pers. 6.38, Kern 11
Faktor pengotor, R
d
0,00358 37,7074
5872 ,
43 37,7074
5872 ,
43 U
U U
U R
D C
D C
d
= ×
− =
× −
=
Pers. 6.13,
Kern R
d
hitung ≥ R
d
batas, maka spesifikasi cooler dapat diterima.
Pressure drop Fluida dingin: air,
tube
1 Untuk Re
t
= 19576,4897 f = 0,00022 ft
2
in
2
Gbr. 26, Kern
s = 0,99 Gbr.
6, Kern
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
φ
t
= 1 2
t s
ID 10
5,22 n
L t
G f
t P
10 2
φ
⋅ ⋅
⋅ ⋅
⋅ ⋅
⋅ =
Pers. 7.53,
Kern
psi 0,5858
1 0,99
0,09583 10
5,22 6
16 1
370623,805 0,00022
t P
10 2
= ⋅
=
3 Dari Grafik 27, hal. 837, Kern 1965, pada diperoleh
2g V
2
= 0,0019
psi 0,0461
.0,0019 0,99
4.6 2g
V .
s 4n
r P
2
= =
=
ΔP
T
= ΔP
t
+ ΔP
r
= 0,5858 psi + 0,0461 psi = 0,6319 psi
ΔP
t
yang diperbolehkan = 10 psi
Fluida panas: bahan, shell
1 ′ Untuk Re
s
= 204209,23729 f = 0,001 ft
2
in
2
Gbr. 29, Kern
φ
s
=1 s = 0,0206
2 ′
B L
12 1
N ×
= +
Pers. 7.43, Kern
7143 ,
13 14
16 12
1 N
= ×
= +
D
s
= 21,2512 = 1,7708 ft 3
′
s s
e D
10 5,22
1 N
s D
s G
f s
P
10 2
φ
⋅ ⋅
⋅ ⋅
+ ⋅
⋅ ⋅
=
Pers. 7.44, Kern
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
psi 1,8178
1 0,0206
0,0758 10
5,22 13,7143
1,7708 1
78171,8346 0,001
s P
10 2
= ⋅
=
ΔP
s
yang diperbolehkan = 2 psi
C.7 Kompresor 3 JC-103
Fungsi : Menaikkan tekanan udara sebelum dialirkan ke Cooler 2 E-103
Jenis : Reciprocating compressor Jumlah : 1 unit dengan 4 stages
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
− ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ×
=
− −
1 1
- k
10 78
, 2
P
1 1
2 1
4
st
kN k
vl st
ad
p p
k p
m N
Timmerhaus, 2004
di mana: N
st
= jumlah tahap kompresi m
vl
= laju alir gas volumetrik m
3
jam p
1
= tekanan masuk = 2,7 bar = 270 kPa p
2
= tekanan keluar = 9 bar = 900 kPa = efisiensi kompresor = 80
WVU Project, 2001
k = rasio panas spesifik = 1,4 Geankoplis,
1997
Data:
Laju alir massa = 14651,0331 kgjam
ρ
campuran
= 6,0554 kgm
3
m
vl
=
3
0554 ,
6 14651,0331
m kg
jam kg
= 2419,5023 m
3
jam = 0,6721 m
3
detik
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
− ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ×
× ×
× =
× −
−
1 270
900 1
- 1,4
4 ,
1 270
2419,5023 4
10 78
, 2
P
4 4
, 1
1 4
, 1
4 ad
= 306,1880 hp Untuk efisiensi motor adalah 80, maka:
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
P =
8 ,
306,1880
= 360,2211 hp Maka dipilih kompresor dengan daya 400 hp.
Diameter pipa ekonomis De dihitung dengan persamaan: De
= 0,363 m
v 0,45
ρ
0,13
Timmerhaus, 2004
= 0,363 0,6721 m
3
detik
0,45
6,0554 kgm
3 0,13
= 0,3836 m = 15,1040 in
Dipilih material pipa commercial steel 16 in Schedule 40:
•
Diameter dalam ID = 15 in
= 1,25 ft
•
Diameter luar OD = 16 in
= 1,33 ft
•
Luas penampang A = 3,93 ft
2
C.8
Cooler 2 E-103 Fungsi
: Menurunkan temperatur udara sebelum dialirkan ke Kompresor 3
JC-104 Jenis
: 1-2
shell and tube exchanger Dipakai
: 1¼ in OD, Tube 18 BWG, panjang = 16 ft, 4 pass Jumlah
: 1 unit Fluida panas:
Laju alir umpan masuk = 14651,0331 kgjam = 32300,1678 lbmjam
Temperatur awal T
1
= 206,11°C = 402,998°F Temperatur akhir T
2
= 45°C = 113°F
Fluida dingin: Laju alir air pendingin
= 28925,2267 kgjam = 63769,5423 lbmjam
Temperatur awal t
1
= 28°C = 82,4°F
Temperatur akhir t
2
= 48°C = 118,4°F
Panas yang diserap Q = 2418148,9496 kJjam = 2291953,9643 Btujam
1
Δt = beda suhu sebenarnya
Yenny : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Oksida dengan Katalis Perak, 2007 USU Repository © 2008
Fluida Panas Fluida dingin
Selisih
T
1
= 402,998 °F
Temperatur yang lebih tinggi
t
2
= 118,4 °F
Δt
1
= 284,598 °F
T
2
= 113 °F
Temperatur yang lebih rendah
t
1
= 82,4 °F
Δt
2
= 30,6 °F
T
1
– T
2
= 289,998 °F
Selisih t
2
– t
1
= 36 °F Δt
2
– Δt
1
= -253,998 °F
113,8965 284,598
30,6 ln
253,998 -
t t
ln t
t LMTD
1 2
1 2
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ =
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
− =
°F
8,0555 36
289,998 t
t T
T R
1 2
2 1
= =
− −
= 0,1123
82,4 402,998
36 t
T t
t S
1 1
1 2
= −
= −
− =
Dari Gambar 18, Kern 1965 diperoleh F
